ШАГ 1. Подключение контроллера.

1.1 Произвести подключение контролера шаговых двигателей к станку, согласно имеющейся маркировки на проводах и табличке над клеммниками контроллера. Рисунок 1.

Рисунок 1.подключение контролера шаговых двигателей

1.2 Подключить контроллер шаговых двигателей к компьютеру.

Рисунок 2 -подключение контроллера шаговых двигателей к LPT- порту компьютера.

1.3 При использовании переходника USB-LPT произвести подключение согласно рисункам 3 и 4.

рисунок 4.

ШАГ 2. Подготовка шпинделя .

Если станок со шпинделем жидкостного охлаждения, произведите сборку системы охлаждения, согласно приложения в руководстве по эксплуатации. Скачать руководство по эксплуатации можно со странички товара на нашем сайте.

Если, используется коллекторный шпиндель воздушного охлаждения Kress 1050FME, установите сетевой провод.

ШАГ 3. Подготовка ПК .

3 .1 ВНИМАНИЕ ВАЖНО! Для управления станком непосредственно через LPT порт нельзя использовать компьютеры с многоядерными процессорами INTEL .

(системные платы Intell имеют в себе средство изменения рабочей частоты процессора при изменении нагрузки на него. При этом все порты тоже испытывают флуктуацию по частоте - как результат, сигнал «плавает», то есть при работе Mach3 происходит изменение частоты сигнала step, что приводит к неравномерности движения рабочего органа станка- дерганью, ударам и даже остановкам)

Для проверки LPT порта 3-4 раза производим переезд в режиме ручного перемещения (с использованием клавиш <- -> и?) на полную длину рабочего стола. Движение должно происходить плавно с постоянной скоростью, без дерганья, рывков, ударов и остановок. Если при перемещении происходит локальные изменения скорости движения и/или остановка в процессе движения портала, то для проверки необходимо в пункте меню Config ->MotorTuning изменить параметр Velocity уменьшив его в 10 раз. Если изменения скорости движения уменьшатся, а остановки прекратятся, но при этом удары и толчки сохранятся, то данная материнская плата не пригодна для управления станком через LPT-порт.

Для работы непосредственно через LPT порт подходят:

А) только компьютеры с одноядерными процесорами INTEL и любые компьютеры с процессором AMD и только 32 разрядные версии операционной системы windows

Б) любые компьютеры с операционной системой LinuxCNC.

3.2 При работе со станком через USB переходник или Ethernet переходник можно использовать любые компьютеры и любые версии операционной системы Windows. USB переходник и должны быть только специализированные, с драйвером под программу Mach3.

3.3 Компьютер для управления станком должен быть отдельно выделенный, без лишних программ. Не устанавливать антивирусы! Оперативной памяти не менее 1ГГб, если видеокарта встроенная то не менее 1,5Гб, процессор от 1ГГц. Перед установкой mach3 переустановите операционную систему , обязательно установите все необходимые системе драйвера , отключите брандмауэр , отключите гашение экрана в настройках электропитания , отключите экранные заставки , отключите файлы подкачки с жестких дисков .

Отключение антивирусов и брандмауэра в Windows XP:

3.3.1 Зайдите в Меню пуск, откройте Панель управления.

3.3.2 Откройте Центр обеспечение Безопасности.

3.3.3 Щелкните по Брандмауэр Windows.

3.3.4 В появившемся окне переставьте переключатель на Выключить (не рекомендуется) и нажимаем ОК.

3.3.5 Для отключения предупреждений Windows о безопасности нажмите в окне Центра Обеспечения безопасности windows по ссылке Изменить Способ Оповещения Центром обеспечения безопасности. В появившемся окне уберите все галочки после чего нажмите ОК.

Отключение антивирусов и брандмауэра в Windows 7:

3.3.6 Для отключения брандмауэра его необходимо открыть, что бы его найти воспользуйтесь поиском Windows 7. Откройте меню Пуск и напишите «бра» и выберите простой брандмауэр Windows.

3.3.7 В левой части окошка выбирите Включение и отключение брандмауэра Windows.

3.3.8 В открывшемся окошке вы можете отключить брандмауэр для всех сетей сразу.

3.3.9 После, необходимо выключить службу Брандмауэр Windows. Воспользуйтесь поиском из меню Пуск.

3.3.10 В открывшемся окошке найдите службу Брандмауэр Windows и дважды кликните по ней левой кнопкой мышки. В открывшемся окошке Свойства нажмите Остановить. Затем в поле Тип запуска из выпадающего меню выберите Отключена. Нажмите ОК.

3.3.11 Отредактируйте конфигурацию системы. Откройте Пуск и напишите «кон». Выберите Конфигурация системы. В открывшемся окошке перейдите на вкладку Службы, найдите Брандмауэр Windows. Снимите галочку и нажмите ОК.

ШАГ 4. Установка, проверка корректности работы программы, генерирующей G-код.

4.1 Установите на компьютере Mach3.

4.2 Скопируйте в папку Mach 3 расположенную на диске С: профиль станка (файл настроек), присланный по электронной почте, переданный на носителе информации (флешке) или скачанный с сайта.

4.3 Если используется переходник USB-LPT, произведите установку драйверов и плагина согласно статье Подключение контроллера с использованием переходника USB-LPT или руководству по эксплуатации на переходник.

4.4 При использовании платы расширения PCI-LPT, порядок действий также описан в статье "Подключение контроллера с использованием карты PCI LPT".

4.5 Для запуска программы потребуется ярлык «Mach3 Loader», остальные ярлыки можно удалить.

4.6 В открывшемся окне рисунок 7 выберите профиль станка и жмем OK.

Рисунок 7.

4.7 Выберите источник управления, рисунок 8 при работе с LPT портом или рисунок 9 при работе с переходником USB-LPT.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

4.8 Загружается главное окно программы Mach3, Рисунок 10.

Рисунок 10.

4.9 Включите питание контроллера шаговых двигателей. В главном окне программы MACH3 нажимаем клавишу «Cброс» (Reset) (1), чтобы рамка вокруг неё не мигала и светилась зеленым цветом, рисунок 10. В этот момент шаговые двигатели должны зафиксировать свое положение (послышится щелчок) и слегка зашуметь.
Теперь нажимая на клавиатуре стрелки (влево вправо вверх вниз) наблюдаем на станке перемещения по осям, а на экране изменение координат в полях X Y слева вверху, для перемещения по оси Z кнопки PageUP, PageDown. Также можно вызвать экранный пульт управления перемещением, клавишей "Tab" на клавиатуре вашего компьютера, рисунок 11.

Рисунок 11

4.10 Если перемещения не происходит, то проверьте корректность установки программы и драйверов.

4.10.1 Если используется подключение через LPT- порт, то откройте «Панель управления» - «Диспетчер устройств»- находим Mach3 X Pulsing Engines-свойства. Корректно установленный драйвер - рисунок 12.

Рисунок 12

4.10.2 Если используется переходник USB-LPT, то откройте «Панель управления» - «Диспетчер устройств»- найдите CNCDevicesClass-свойства. Корректная установка драйверов и правильное обнаружение операционной системой адаптера -рисунок 13.

Рисунок 13

4.11 При несовпадение направления перемещения портала станка с направлением стрелок клавиатуры, например при нажатии клавиши «<-» инструмент движется в право, изменить направление можно в меню Сonfig->Port and pins->Motor outputs установив галочку в поле DirLowActive напротив нужной оси, рисунок 12.

Рисунок 12.

ШАГ 5 Проверка правильности перемещения рабочего инструмента.

Для проверки правильности перемещения рабочего инструмента, необходимо положить на стол линейку и, управляя перемещением с клавиатуры стрелками, проконтролировать совпадение пройденного расстояния по линейке с показаниями в окнах отображения координат MACH3.

5.1 Установите единицами измерения «по умолчанию» -миллиметры: открываем Config->Select Native Units. Mach3 выведет на экран окно с предупреждением о необходимости совпадения единиц измерения установленных в программе и используемых в G-коде. Нажимаем ОК и переходим к окну установки единиц измерения, рисунок 14.

5.2 Для вступления в силу настроек перезагрузите программу. Если далее не планируется использовать при создании управляющих G-кодов дюймовую систему измерения, оставляем метрическую систему для постоянного использования.

Ниже приведён пример проверки настроек для оси Y. Аналогично следует проверить все оси.

5.3 Перемещаем портал и каретку станка до упора на себя и влево -рисунок 15.

5.4 Обнуляем показания цифровых полей с координатами положения портала -нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z, устанавливаем линейку по оси Y, рисунок 16.

Рисунок 16.

5.5 Клавишей перемещаем портал на 100 мм по координате цифрового поля. Далее сверяем с фактическим перемещением по линейке - рисунок 17.

Рисунок 17.

5.6 В случае несовпадения реального перемещения с координатами в Mach3, проводим калибровку для соответствующей оси перемещения, как описано в документации программы Mach3.

5.7 Закрываем Mach3 и отключаем питание станка.

ШАГ 6. Установка фрезы.

6.1 У станков с использованием шпинделей Kress для установки фрезы используется ключ 17. При установке производится удержание вала нажатием кнопки фиксатора, рисунок 18.

Вращением гайки против часовой стрелки отпускаем цангу, вставляем фрезу и производим зажим хвостовика фрезы в цанге вращением гайки по часовой стрелке. Установленная фреза - рисунок 19.

Рисунок 18.

Рисунок 19.

6.2 Для станков с использованием шпинделей жидкостного охлаждения с цангой ER11 установка фрезы производится с использованием ключей на 13 и 17 рисунки 20..22. Для установки фрезы удерживаем вал шпинделя за лыску на валу ключём на отпускаем зажимную гайку цанги, вставляем фрезу, и производим зажим хвостовика фрезы.

Рисунок 20.

Рисунок 21.

Рисунок 22.

ШАГ 7. Установка заготовки.

7.1 Установка заготовки на рабочий стол станка из профиля с Т-пазом осуществляется металлическими прижимами -рисунок 23.

Рисунок 23.

7.2 При использовании станка с фанерным столом или жертвенным столом из фанеры:

7.2.1 наиболее простой вариант крепления с помощью винтов «саморезов» рисунок 24.

Рисунок 24.

Рисунок 25. Мебельная резьбовая втулка

Рисунок 26. Установленные резьбовые втулки по углам стола

Рисунок 27. Установленные прижимы

Рисунок 28. Закрепленная прижимами заготовка

Рисунок 29. Заготовка закрепленная стандартными стальными станочными прижимами

Рисунок 30 Установка дополнительных планок для крепления заготовок любого размера в любом месте стола

ШАГ 8. Установка рабочего органа станка в начальную точку резки.

8.1 Включаем питание станка, запускаем Mach3 и выводим каретку станка в начальную точку резки (как правило это левый нижний угол (вы стоите лицом к передней части станка)) с использованием стрелок на клавиатуре и кнопок “PageUP” и “PageDown”(или виртуальным пультом управления -вызывается кнопкой Tab).
Начальная точка резки определяется при создании проекта -например новой модели в ArtCam, рисунок 31.

рисунок 31

8.2 Если имеется в наличии только G-код, то начальную точку можно определить в окне Mach3, загрузив исполняемый файл: File->Load G-Kode. Обнуляем показания цифровых полей с координатами положения портала -нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z курсор в окне визуализации устанавливается в начальную точку.

Рисунок 32.

8.3 Управляя вертикальным перемещением шпинделя касаемся нижним торцом фрезы материала заготовки.
Нажатием кнопок Zero X, Zero Y, Zero Z обнуляем программные координаты, рисунки 33, 34.

Рисунок 33.

Рисунок 34

8.4 Нажатием кнопки “PgUp” поднимаем шпиндель на безопасную высоту -10…15мм над заготовкой.

ШАГ 9. Загружаем G-код: (File->Load G-Kode). Станок готов к запуску.

ШАГ 10. Производим запуск шпинделя .

10.1 При использовании шпинделя воздушного охлаждения Kress выставляем регулятор оборотов на нужную позицию- рисунок 35.

Рисунок 35

Обороты вала шпинделя соответствующие цифрам движка регулятора указаны в руководстве по эксплуатации на шпиндель или на шильде наклеенном на корпус шпинделя, рисунки 36 и 37.

Рисунок 36

Рисунок 37 -шильд наклеенный на корпус Kress 1050FME1.

10.2 Нажатием кнопки осуществляем запуск шпинделя, рисунок 38.

Рисунок 38.

10.2 При работе со шпинделем жидкостного охлаждения рисунок 39:
- запускаем систему жидкостного охлаждения шпинделя (включаем насос).
- включаем частотный преобразователь.
- вращением потенциометра на лицевой панели частотного преобразователя устанавливаем необходимые обороты вращения шпинделя.
- нажатием кнопки RUN производим запуск шпинделя.

Рисунок 40.

11.Активация концевых датчиков

Если концевые датчики на станке установлены, но не активированы, то для включение концевых датчиков в меню программы Mach3

config->Port and Pins->Input Signal установить галочки как показано на рисунках 41 и 42

Рисунок 41. Активация концевых выключателей для станков с установленными индуктивными датчиками

Рисунок 42. Активация концевых выключателей для станков с установленными механическими датчиками

Примечание.
Если на станке установлены концевые выключатели баз, то поиск нулевой точки машинных координат осуществляется нажатием кнопки “Ref All Home”, рисунок 43.

Рисунок 43.

Если концевых выключателей нет, то при нажатии на кнопку “Ref All Home”, происходит обнуление машинных координат.
Ели концевые выключатели отсутствуют, то настройки для входов “Home” представлены на рисунке 44.

Рисунок 44.

При работе с адаптером Моделист USB-LPT при отсутствии концевых выключателей порядок обнуления машинных координат выглядит следующим образом:
-клавишами <- и ? установите каретку станка в левый нижний угол.
- клавишей и PgUp поднимите шпиндель вверх до упора.
- нажмите кнопку “RESET” на главном экране Mach3.
- извлеките шнур переходника из USB-порта компьютера (не забудьте перед извлечением отключить устройство в системе, так же как обычную флешку)
- на главном экране Mach3 переключитесь на отображение машинных координат, для чего нажмите кнопку “Machine Coord’s’, о том что вы находитесь в режиме отображения машинных координат будет сигнализировать красная рамка вокруг кнопки, рисунок 45.

Рисунок 45.

Подключите шнур адаптера к USB-порту и подождите 10-15 секунд, пока Windows обнаружит адаптер.
-нажмите кнопку “RESET” и машинные координаты обнулятся.
- перейдите в режим отображения программных координат, для чего ещё раз нажмите кнопку “Machine Coord’s’, красная рамка вокруг кнопки должна погаснуть.

Если вы хоть раз задавались вопросом «что можно сделать на ЧПУ фрезерного станка», тогда эта статья для вас. На сегодняшний день интересные товары ручной работы очень высоко ценятся и пользуются большим спросом.

Изделия на продажу, или для собственного пользования могут быть качественно и быстро изготовлены с помощью .

На выходе можно получить разнообразную продукцию из дерева:

• предметы декора;
• мебель;
• сувениры и другие изделия.

Также на сайте у нас выложена статья о , которая может быть полезна при производстве такого вида изделий. Для данного производства необходимо лишь определенное оборудование и некоторый опыт работы на нем.
И, кстати, это довольно хороший способ заработка. Ведь такие изделия всегда пользуются спросом и имеют высокую цену.

Подготовка сырья для продукции

В качестве сырья можно использовать почти все твердые материалы:

• древесину (включая фанеру, ДВП, ДСП, МДФ);
• различные виды пластика (акрил, ПВХ);
• металлы;
• поликарбонаты;
• пенопласт;
• полистирол и другие материалы, поддающиеся механической обработке.

Очень популярна сейчас , так как с ее помощью делают модные детали интерьера, предметы быта и многие другие изделия для дома.

Древесина – это наиболее распространенное сырье для обработки на станках с числовым программным управлением.

Оптимальным вариантом будет использование таких пород:

• Ясень: имеет много общего с дубом. Однако степень сопротивления к деформации, вязкость, ударная стойкость выше у данного вида древесины. Ясеневая порода высоко ценится в производстве мебели, там ее приравнивают к красному дереву.
• Сосна : отличается смолистостью, прочностью и твердостью, стойкостью к гниению и поражению грибком, отлично подходит для обработки. Высоко ценится из-за малого количества сучков и небольшого изменения диаметра по длине ствола.
• Лиственница: для нее характерна высокая прочность, стойкость к внешним воздействиям, приятный цвет и структура.

Выбор породы зависит от изделий. Особое внимание следует обратить на такие характеристики дерева, как влажность и прочность. Поскольку они сильно влияют на качество готового продукта.

Преимущества работы с фрезерным станком ЧПУ

У фрезеров достаточно большое количество плюсов, среди которых:

• возможность изготавливать самые разнообразные изделия из совершенно непохожих между собой материалов (которые невозможно обработать другим путем);
• точность и ровность реза, благодаря чему изделие получается аккуратным и красивым;
• возможность делать нужную форму, глубину и даже фасонные резы;
• работа может проводится как на вертикальной, горизонтальной, так и наклонной поверхности;
• высокая скорость работы;
• большое разнообразие деталей: плоские, объемные, и даже 3D;
• повторяемость большего количества изделий, что практически невозможно при других методах обработки;
• возможность резать, делать черновую калибровку, фрезеровать пазы и другие виды соединений, используемых при сборке изделия.

Основные изделия

На сегодняшний день существует огромное количество предметов, которые можно сделать с помощью станка ЧПУ, таких как:

1. Уникальная мебель из различных материалов, включая ценные породы дерева.
2. Сувениры: различные шкатулочки, рамочки для фото, статуэтки и прочее.
3. Рекламная продукция: красивые массивные буквы, таблички и т.д.

Давайте более детально разберем каждый из предложенных вариантов.

Дизайнерская мебель. Она окружает нас повсюду: спальные комнаты, кухня, детская. Современное мебельное производство очень продумано и имеет высокую точность.

Шаги для создания изделия на станке ЧПУ:

1. Разработка эскиза. Для данного пункта существует большое количество программ, которые помогают виртуально моделировать обстановку. Для того, чтобы создать 3х мерный макет рисунка используйте вычислительные программы, такие как САПР. Подготовленные компьютерные файлы дадут возможность получить мебельное изделие на фрезерном станке ЧПУ.
2. Подготовка модели для станка. Готовый эскиз в 3D – базисе для изготовления любого комплекта деталей. К данному эскизу необходимо добавить функцию луча (вектор, который будет отвечать за направление фрезы относительно заготовочной детали). Существует также автоматическая формировка модели, которая является достаточно удобной и поможет сэкономить ваше время. Современное оборудование упрощает процесс изготовления, и передает даже самые маленькие и трудные линии.
3. Подборка типа режущих инструментов, настройка мощности и режима обработки.
4. Загрузка файлов в память машины, установка инструмента для резки, закрепление заготовки и запуск производства. Дальнейшую работу фрезерный станок ЧПУ делает самостоятельно по уже заданной программе.
5. Окончательная сборка. Займет незначительное количество времени, нет надобности подгонки деталей.

Сувенирная продукция. Это могут быть следующие сувениры:

• шкатулочки из дерева, которые можно украсить орнаментом;
• коробки для бисера или швейных принадлежностей;
• ящички для украшений;
• иконы и многое другое.

Наиболее популярными продуктами среди сувениров являются те изделия, которые изготовлены по 3D или 2D векторным рисункам.

Также сейчас массово внедряются в производство многошпиндельные станки (2-16 шпинделей).

Рекламная продукция. Ее создание – это актуальный на сегодняшний день вид деятельности, в котором большую популярность имеет применение фрезерных станков с числовым программным управлением. Такие машины отлично справляются с такими задачами, как производство световых коробов, стендов, панна, фигурных надписей и наружных рекламных вывесок, а также с приготовлением конструкций для выставок.

ЧПУ станок помогает выполнять следующие операции, которые связаны с рекламной продукцией:

• раскрой дерева, акрила и прочих материалов;
• гравировка/вырезка массивных надписей;
• создание логотипа, эмблемы;
• изготовление табличек, подставок и др.

Подводя итоги, можно сказать, что количество изделий, который можно сделать на фрезерном ЧПУ станке огромное количество. От вас лишь требуется оборудование, желание работать и небольшой опыт.

Предположим, у вас есть рабочий станок с ЧПУ, который был только что приобретен, но пока знаний о нем недостаточно. Предположим теперь, что это фрезерный станок с ЧПУ по металлу, и что в первую очередь вам будет интересна именно фрезеровка металла, который легко поддается обработке.

Скорее всего, вам уже не терпится начать фрезерование различных интересных деталей, построить магазин для инструмента или, может быть, скомпоновать пистолет Colt 1911. С ЧПУ вы можете построить практически все, и вы полны идей для начала работы над своими любимыми проектами.

Рассмотрим для начала некоторые нюансы фрезеровки металла

Один мой знакомый уже некоторое время режет металл своим станком с Числовым Программным Управлением , имеющим рабочее поле 400х600 мм. Как он это делает? Необходимо всего лишь соблюдать такие параметры, как:

• глубину за проход;
• скорость подачи;
• правильно подбирать концевую фрезу и ее охлаждение.

Впрочем, металлы можно резать и без охлаждения.

При фрезеровке металла нужно быть предельно внимательным, особенно с алюминием, этот материал начинает плавиться при температуре около 648 градусов Цельсия, а при использовании концевой фрезы, вращающейся с высокой скоростью (примерно 13 000 об / мин), она будет очень сильно греться и расплавит торец заготовки во время процесса обработки. Алюминий – легкоплавкий металл. Сравнив его со сталью, которая плавится при 1150 градусах Цельсия, некоторые операторы, обслуживающие станки с ЧПУ по металлу, скажут, что мягкую сталь резать легче, чем алюминий просто потому, что фреза может работать при более медленной подаче и «выгрызать» материал.

Способы контроля температуры режущего инструмента

1. Первым, и наиболее широко используемым методом является подача охлаждающей жидкости на торцевую фрезу во время ее работы. Это специальное вещество, которое в сочетании с режущей жидкостью обеспечивает наилучшую эффективность резания.
2. Второй способ заключается в том, что на фрезу может быть распылена только охлаждающая жидкость, которая обычно делается вручную. Обычно для таких целей используют изопропиловый спирт, который в то же время отлично очищает режущий инструмент.
3. Третий способ построен на подаче струи сжатого воздуха на фрезу. Этот метод заключается в создании вихревой системы, в которой из одного сопла подается поток холодного воздуха, температура которого около -50 градусов Цельсия, а с другого подается воздух с высокой температурой (выше 100 градусов).
4. Последний метод состоит в нахождении правильного баланса глубины за проход, скорости вращения шпинделя, скорости подачи, выбора конечной фрезы и угла наклона вихревого охлаждения для достижения сухого резания.

Достижение такого равновесия непросто, и по последнему утверждению, что промышленность движется в этом направлении, создается впечатление, что люди еще не знают, как этого добиться. Ну, на самом деле, это практикуется, но не с идеальными параметрами, и найти эти идеальные параметры – это святой Грааль резки металла.

Резка алюминия и как получить хорошие результаты

Баланс: Фрезерный станок по металлу с высокой скоростью подачи и очень малой глубиной за проход позволяет хорошо охлаждать фрезу. Она будет проходить по заготовке из алюминиевого сплава достаточно быстро, чтобы охладить себя, но, если инструмент задержится слишком долго (медленная подача и глубокая глубина за проход) в одном и том же месте, он будет нагреваться и плавить место реза на заготовке из-за трения. Следует учитывать, что фрезерные станки с ЧПУ практически любого типа могут успешно разрезать алюминий.

Рассмотрим такую аналогию: взрослый может выкопать яму довольно быстро и набирать большое количество песка в лопату за раз. Ребенок может копать песок тоже, но только царапать поверхность раз за разом, а не набирать полную лопату. Ребенок, в конце концов, достигнет такой же глубины, что и взрослый, но это займет немного больше времени.

Проблема: ребенок не использует лопату наиболее эффективно, потому что острый кончик лопаты будет затупляться быстрее, чем верхняя часть лопаты, тогда как взрослый будет равномерно работать всей лопатой. Так обстоит дело и с торцевыми фрезами. Чем глубже вы сможете пройти по заготовке фрезой, тем более равномерно она будет изнашиваться, продлевая свой срок службы.

Итак, какие же параметры должны быть соблюдены? Это важный вопрос, потому что результат может вылиться в копеечку. У нас есть хороший пример. Как уже было написано выше, используется компактный фрезерный станок по металлу с ЧПУ и вихревая система для продувки фрезы воздухом с температурой -50 градусов. Разрезаемый материал марки 6061, который является структурным сортом алюминия, а его толщина составляет 5 мм, но не важно, так как резка производится с большим количеством проходов. Чем толще материал, тем дольше потребуется времени на обработку, впрочем, это и так ясно.

Для резки используется китайский шпиндель со скоростью 13 000 оборотов в минуту. Скорость подачи (скорость, с которой концевая фреза проходит через разрез) устанавливается между 300 и 430 мм/мин. Глубина за проход – это важный параметр, который следует тщательно подбирать. Компания Onsrud, имеющая большой опыт в производстве торцевых фрез, рекомендует, чтобы глубина за проход составляла 1/2 диаметра режущей части фрезы. Для 3 мм концевой фрезы - это около 1,5 мм, но для чистовой обработки все же лучше брать глубину, равную четверти диаметра режущего инструмента.

В концевых фрезах врезка, как правило, наиболее вредна для инструмента, поэтому предпочтение отдается медленной скорости погружения в заготовку. Обычно для алюминия устанавливают скорость погружения до 150 мм/мин. Если погружение планируется на большую глубину, то лучше предварительно просверлить в этом месте отверстие при помощи сверлильного станка. При погружении в начало какого-то профиля, лучше всего сначала перейти к материалу (придав фрезе горизонтальное движение, когда ось z опускается или поднимается).

При резке металла вибрация заготовки является основной проблемой, которую необходимо устранить. В домашних условиях можно использовать самые различные способы фиксации, начиная от струбцин и заканчивая специальным вакуумным столом. Независимо от того, какой метод зажима или закрепления используется, убедитесь, что он вообще не будет двигаться и что зажим (винты, хомут) находится как можно ближе к месту реза.

Подведем итоги

Исходя из вышесказанного, можно выделить такие пункты, запомнив которые фрезеровать металл станет гораздо проще:

1. Не торопитесь. Лучше потратить больше времени на обработку, чем убить гору недешевого инструмента и испортить не одну заготовку.
2. Используйте твердосплавные фрезы. Именно они будут служить очень долго при правильно подобранных режимах резания. И желательно покупать фрезы проверенных производителей и в специализированных магазинах.
3. Используйте фрезы меньшего диаметра. Лучше сделать больше проходов и получить красивое место реза, чем снять килограмм алюминия за один рез, выбросить «сгоревший» инструмент и увидеть оборванные края заготовки.
4. Не параноить по поводу чистки мест реза. Не нужно стоять со щеткой или пылесосом над заготовкой, которую обрабатываете, достаточно в конце просто смести все отходы или собрать их магнитом (если это ферромагнитный материал).
5. Смазывать рабочий инструмент туманом из охлаждающей жидкости. Эффект «тумана» достигается при использовании специального штуцера на подающем жидкость патрубке.
6. Не замедляйте подачу слишком сильно. При слишком медленной подаче фреза вместо того, чтобы резать материал, начинает тереться о него и очень сильно греться, что приводит к перегреву инструмента и оплавлению места реза (если заготовка из легкоплавкого материала).
7. Если ваши станки по металлу не имеют достаточно быстрой подачи, используйте меньшее количество проходов и увеличьте диаметр фрезы.

Рассмотрим работу станков с системой ЧПУ по упрощенной схеме (рис. 7.1), включающей основные блоки систем ЧПУ и основные элементы кинематической схемы станка. Система ЧПУ состоит из устройств ввода информации, блока запоминания информации БЗИ, блока интерполяции БИ, блока управления приводами подач в виде цифроаналоговых преобразователей ЦАП и двух следящих приводов по осям X и V станка. Следящие приводы состоят из усилителей мощности УМ Х и УМ У, сравнивающих устройств УС Х и УС У , датчиков обратной связи в виде вращаю­щихся трансформаторов ВТ Х и ВТ У , кинематически связанных с ходовыми винтами станка, и двигателей подач М х и М у , которые приводят во вращение ходовые винты станка. В результате вра­щения винтов перемещаются стол станка и его ползун с фрезой, совместное движение которых определяет конфигурацию изготовляемой детали согласно заложенной программе.

Все современные устройства ЧПУ выполняются на базе ка­кой-либо микроЭВМ или микропроцессоров (одного или несколь­ких), позволяющих значительно увеличить степень автоматизации станка, т.е. обеспечить: индикацию большого числа параметров на экране дисплея, быстрое диагностирование неисправностей и удобное редактирование программ, запоминание большого объема управляющих программ и т.д.

7.1. Состав системы чпу

Все устройства ЧПУ имеют развитую цикловую автоматику с большим числом входов-выходов, а также связь с ЭВМ высшего уровня, необходимую при создании гибких производственных систем.

Вместе с тем наблюдается разделение устройств ЧПУ по числу управляемых координат, связанное с их назначением: для токар­ных станков обычно требуется две координаты; для обычных фре­зерных – три; для фрезерных станков, предназначенных для объемной обработки, – пять; для многооперационных станков – от четырех до восьми. В настоящее время созданы устройства ЧПУ на 10–12 координат для управления ГПМ. Число координат весьма существенно влияет на конструкцию и стоимость устрой­ства ЧПУ.

Функциональная схема типовой универсальной системы ЧПУ (рис. 7.2) состоит из двух основных устройств: устройства число­вого программного управления, конструктивно оформленного в виде отдельного шкафа или пульта и исполнитель­ных устройств с приводами и датчиками обратной связи, разме­щенными на станке. Основные блоки системы ЧПУ описаны ниже.

Рис. 7.1. Упрощенная схема станка с ЧПУ

Устройство ввода информации вводит числовую информацию с программоносителя.

Блок запоминания считанной информации. Помимо запоминания входной информации в этом блоке выполняются ее контроль и формирова­ние соответствующего сигнала в момент обнаружения ошибки. Этот блок, как правило, имеет возможность получать информацию от ЭВМ верхнего уровня, что необходимо при объединении стан­ков в ГПС.

Пульт управления и индикации служит для связи человека-оператора с системой ЧПУ. С помощью этого пульта проводится пуск системы и ее останов, переключение режимов работы с авто­матического на ручной и т.д., а также коррекция скорости подачи и размеров инструментов и изменение начального положения инструмента по всем или некоторым координатам. На этом пульте находится световая сигнализация и цифровая индикация о со­стоянии системы.

В современных ЧПУ индикация обычно осуществляется с помощью встроенного дисплея, позволяющего выводить значительно большее число параметров, а также проводить отработку про­грамм непосредственно на станке.

Блок интерполяции формирует частичную траекторию движе­ния инструмента между двумя или более заданными в программе точками. В большинстве случаев используют линейную и круговую интерполяцию, хотя иногда применяют винтовую или цилиндри­ческую интерполяцию.

Приводы подач, чаще всего следящие, служат для обеспече­ния перемещения управляемых элементов станка (столов, суппор­тов, кареток и т.п.) с необходимой скоростью и точностью при заданном моменте. Под следящим приводом будем понимать систему, состоящую из двигателя (электрического, гидравличе­ского), усилителя мощности, снабжающего этот двигатель не­обходимой энергией, которая регулируется в широких пределах, датчика обратной связи по положению, служащего для измерения фактического перемещения (или положения) управляемого объ­екта, и сравнивающего устройства, сравнивающего фактическое положение объекта с заданным и выдающего сигнал ошибки, по­ступающий на вход усилителя мощности, в результате чего угло­вая скорость вала двигателя оказывается пропорциональной ошибке системы. В процессе работы эта система перемещает управ­ляемый объект таким образом, чтобы поддерживать минимальное значение ошибки. Если ошибка по каким-либо причинам превы­шает заранее установленный допустимый предел, то система ЧПУ автоматически отключается с помощью специальных устройств защиты.

Блоки управления приводами подач служат для преобразования информации, получаемой с выхода интерполятора, в форму, пригодную для управления приводами подач, так, чтобы при поступлении каждого импульса управляемый объект перемещался на определенное расстояние, называемое ценой импульса, кото­рая обычно составляет 0,01 или 0,001 мм. В зависимости от типа приводов (замкнутые или разомкнутые, фазовые или амплитуд­ные), применяемых на станках, блоки управления существенно различаются.

В разомкнутых приводах, использующих шаговые двигатели, блоки управления представляют собой специальные кольцевые коммутаторы, на выходе которых включены мощные усилители, питающие обмотки шаговых двигателей, которые служат для циклического переключения обмоток ШД, что заставляет вра­щаться его ротор. В замкнутых приводах фазового типа, исполь­зующих датчики обратной связи в виде вращающихся трансфор­маторов (ВТ) или индуктосинов в режиме фазовращателей, блоки управления представляют собой преобразователи импульсов в фазу переменного тока и фазовые дискриминаторы, которые сравни­вают фазу сигнала на выходе фазового преобразователя с фазой датчика обратной связи и выдают разностный сигнал ошибки на усилитель мощности привода.

В этом же блоке обычно расположены усилители для питания датчиков обратной связи, а также устройства защиты, отключаю­щие приводы при превышении допустимой ошибки слежения.

Датчики обратной связи ДОС являются измерительными устройствами, служащими для определения фактического поло­жения (абсолютного значения координаты) или перемещения (от­носительного значения координаты) управляемого объекта в пре­делах шага системы. При этом суммирование шагов производит система ЧПУ. Перемещения объекта определяют как непосредственно с помощью каких-либо линейных измерительных устройств, например, индуктосинов, так и косвенно, измеряя, например, угол поворота вала двигателя подач с помощью какого-либо углового измерительного устройства, например, обычного ВТ или резольвера (точный ВТ синусно-косинусного типа, применяемый в счетно-решающих устройствах).

Помимо индуктосинов, для непосредственного измерения ли­нейных перемещений иногда используют и другие измерительные устройства, например, прецизионные зубчатые рейки с много­полюсными ВТ, или для достижения особо высокой точности – оптические штриховые измерительные шкалы с соответствующими импульсными датчиками. Обычно одно и то же устройство ЧПУ может работать с раз­личными типами ДОС.

Рис. 7.2. Функциональная схема системы ЧПУ

Блок скоростей подач обеспечивает заданную скорость подачи, а также разгон и торможение в начале и конце участков обработки по заданному закону, чаще всего – линейному. Скорость подачи задается либо номером скорости соответствующего ряда скоростей, составляющих геометрическую прогрессию со знаменателем по­рядка 1,25, либо непосредственно в миллиметрах в минуту через 1 или даже через 0,1 мм/мин. Помимо рабочих скоростей подач, составляющих обычно 5–2000 мм/мин, этот блок выполняет, как правило, и установочное движение с повышенной скоростью, на которой производится установка координат при позиционной обработке или переход инструмента из одного участка заготовки в другой при контурной обработке. Эта скорость в современных системах ЧПУ составляет 10–15 м/мин.

Блок коррекции программы вместе с пультом управления слу­жит для изменения запрограммированных параметров обработки, т.е. скорости подачи и размеров инструмента (длины и диаметра). Изменение скорости движения (обычно 5–120 %) сводится к руч­ному изменению частоты задающего генератора в блоке подач. Изменение длины инструмента (обычно от 0 до 100 мм) сводится к изменению заданного значения перемещения вдоль оси инстру­мента, без изменения его начального поло­жения.

Блок технологических команд предназначен для управления цикловой автоматикой станка, включающего поиск и смену до­статочно большого числа инструментов (до 100), смену частоты вращения шпинделя, зажим направляющих при позиционирова­нии и разжим их при движении, различные блокировки, обеспе­чивающие сохранность станка. Цикловая автоматика станка со­стоит в основном из исполнительных элементов типа пускателей, электромагнитных муфт, соленоидов и других электромагнитных механизмов, а также дискретных элементов обратной связи типа концевых и путевых выключателей, реле тока, реле давления и других элементов, контактных или бесконтактных, сигнализи­рующих о состоянии исполнительных органов. Часто эти элементы с дополнительными устройствами типа реле реализуют местные циклы (например, цикл поиска и смены инструмента), команды, на исполнение которых подаются из устройства программного управления. Современные устройства ЧПУ, как правило, осу­ществляют эти циклы внутри, выдавая сигналы на исполнитель­ные элементы станка через согласующе-усилительные устройства, которые могут находиться как в станке, так и в устройстве ЧПУ. Для этого часто используют программируемые контроллеры в виде отдельного блока, размещаемого внутри или вне устройства ЧПУ.

Блок стандартных циклов служит для облегчения программи­рования и сокращения длины программы при позиционной обра­ботке повторяющихся элементов заготовки, например, при свер­лении и растачивании отверстий, нарезании резьбы и других операций.

Помимо этих блоков, применяют блоки адаптации, которые служат для увеличения точности и производительности обработки при изменяющихся по случайному закону внешних условиях (например, припуск на обработку, твердость обрабатываемого материала, затупление инструмента). Это объясняется тем, что любая система ЧПУ является разомкнутой системой управления, так как она не «знает» результата своей работы. В системе ЧПУ с обычной обратной связью заготовка ею не охвачена; задается только перемещение инструмента относительно заготовки. В то же время на точности размеров детали сказывается, например, де­формация инструмента, которая в обычных системах ЧПУ может учитываться при программировании только тогда, когда она по­стоянна или изменяется по заранее известному закону, чего на практике нет.

Каждая компания, открывая новое предприятие, заботится о кадровом потенциале. За последние годы рабочие профессии не стали популярными. Это связано с тем, что обладателю корочки о получении профессии не всегда удается найти работу, особенно с достойной оплатой. Поэтому все больше внимания руководители предприятий уделяют обучению персонала работе на станках с числовым программным управлением.

Почему нужно обучать операторов

Современные производственные мощности оснащают высокоточными станками с ЧПУ. Рабочих, которые стояли у станка десять-двадцать лет назад, к ним не поставишь.

Многие отрасли современной промышленности, в том числе металлообработка, остро нуждаются в операторах-наладчиках станков с ЧПУ. И заработную плату предлагают неплохую. Например, оператор станков с ЧПУ (СПб) получает от 40 до 70 тыс. руб. Эти специалисты настраивают и контролируют работу этих приборов, задают им программу действий, набор операций, указывают их последовательность. А обслуживать станок поручают оператору, который тоже должен разбираться в особенностях процесса.

Те же, кто обучался рабочим профессиям, не всегда готовы работать на современном оборудовании. Программы обучения в профессиональных училищах не всегда отвечают уровню технической оснащенности современного производства. Слабая материально-техническая база не дает возможности получить нужные знания и приобрести навыки. Да и опыта работы на высокоточных станках с ЧПУ зачастую у них нет.

Это касается не только рабочих, но и специалистов среднего звена.

Поэтому руководители стараются обеспечить свои предприятия рабочими, обученными за их содействием.

Роль операторов и наладчиков

Использование станков с числовым программным управлением резко изменило характер процессов, выполняемых людьми, которые их обслуживают. На их роли в технологическом процессе отразилась высокая автоматизация, возможности быстрой переналадки оборудования.

Современные станки работают в автоматическом цикле. Программы для их работы разрабатывают технологи. Поэтому последовательность операций и перемещение рабочих частей инструмента не зависит непосредственно от станочника.

Что зависит от оператора

Инструкция оператора станка с ЧПУ четко регламентирует их обязанности:

• установка заготовки и снятие ее после обработки;
• периодически нужно проверять размеры деталей на соблюдение стандартов;
• наблюдение за сходом стружки в нужном направлении;
• контроль за состоянием систем станка;
• наблюдение за сигнальными устройствами.

Оператор производит наладку станка и запускает его в работу. Обычно машина обрабатывает одну деталь длительное время. Поэтому оператор может обслуживать несколько станков или выполнять другие функции с различными инструментами. Это делает работу более интересной. Но вместе с тем требует умений планирования работы.

Своевременно обнаружив неполадки в работе системы или брак, он сообщает о них. Этим он помогает сохранить оборудование и предотвратить выпуск некачественных изделий. Его наблюдения помогают технологам внести необходимые изменения в программу.

Чтобы каждый раз не сталкиваться с одной и той же проблемой, как с новой, оператор станков с ЧПУ должен запоминать и изучать признаки различных неполадок и неисправностей, чтобы быстро исправлять их или препятствовать их возникновению.

Устройства ЧПУ

Сейчас на рынке представлено достаточное количество устройств числового программного управления зарубежного и русского производства.

Из первых можно назвать немецкие Siemens и Heidenhein, японский Okuma, Mitsubishi, Fanuc Automation (или Fanuc), испанский Fagor.

Во вторую группу входят санкт-петербургский «Балт-Систем», «Модмаш» (Нижний Новгород), московский «Альфа-Систем», ижевский «Ижпрэст», «Микрос» (Ногинск).

Самыми популярными и распространенными считаются Siemens и Fanuc.

Обучение в производственных центрах

Обучающие центры создают для того, чтобы получить единую образовательную систему, включающей теорию и практику. Оператор станка с ЧПУ должен понять и осмыслить весь процесс создания готового изделия, начиная с разработки чертежей и программ, заканчивая образованием навыков работы операторов различных станков с программированием.

В качестве экзамена или зачета будущий оператор станка с ЧПУ сам обрабатывает деталь, а специалисты центра следят за качеством его работы.

Обучение

Как обучается в таких центрах оператор станков с ЧПУ?

Обучение проводят в классах, оснащенных симуляторами стоек. Программа рассчитана на то, чтобы новые знания можно было сразу реализовать на практике. Это позволяет значительно сократить время на обучения непосредственно в цехах, возле оборудования. Студенты изучают азы программирования, такие понятия, как система координат, оси координат и управление ими, знакомятся со строением программы управления, интерполяцией, постоянными циклами, подготовительными и вспомогательными функциями.

В результате оператор станка с ЧПУ, который попадает на производство, уже готов работать.

Непрерывное обучение

Специалисты высокой квалификации ценятся на любом предприятии. Для того чтобы они могли идти в ногу со временем, им нужно постоянно расти и обучаться. Поэтому подготовка операторов станков и других специалистов должно быть непрерывным.

Если в составе обучающего центра есть сервисный центр, то его специалисты помогают наладить станки, которое устанавливают на предприятии, и обучают сотрудников не только своих, но и заказчиков. В дальнейшем оператор-наладчик станков с ЧПУ будет производить обслуживание этого оборудования.

Это выгодно и руководителям, и самим наладчикам. Первым не нужно будет искать специалистов, вторые смогут консультировать операторов дистанционно или выезжать на предприятие в любое время суток.

Что нужно знать, чтобы стать наладчиком

Молодые люди, которые хотят стать наладчиками станков с числовым программным управлением, должны:

• хорошо знать математику, в том числе геометрию;
• знать механику и электротехнику;
• читать чертежи и техническую документацию;
• программировать процессы обработки.

В профессионально-технических училищах подготовка операторов станков с ЧПУ проводится на базе среднего образовании в течение 2 лет.

Формы обучения:

• стационарная;
• вечерняя;
• заочная.

Но только поработав на предприятии, молодой специалист может утверждать, что он освоил профессию, и теперь он - оператор станков с ЧПУ.

Требования к операторам-наладчикам

Современные станки с ЧПУ - сложные механизмы. Определение причин допущенного брака и устранение их требуют технического образа мышления у оператора-наладчика. Он должен интересоваться машинами и различными механизмами и устройствами. Только таким людям эта работа будет интересной, только они смогут достичь в ней успеха.

Оператор станка с ЧПУ должен:

• понимать устройство и принцип действия станков;
• знать способы правильной установки, закрепления обрабатываемых деталей и их качественной обработки;
• уметь настраивать станки;
• вводить программы;
• доводить и затачивать инструмент;
• изготавливать детали высокого качества;
• уметь измерять полученные детали.

Самообразование

Сейчас несложно найти массу литературы, которая может помочь разобраться в тонкостях работы на станках с числовым программным управлением. Многие специалисты пользуются ею для повышения своих знаний. Но это под силу далеко не каждому представителю профессии. А подрастающему поколению невозможно освоить профессию только по книжкам. Поэтому и нужна гибкая система образования, позволяющая каждому желающему освоить профессию и получить нужные ему навыки.